是熱愛(ài)，是工作，更是責(zé)任
——大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)背后的清華力量
來(lái)源：“清華大學(xué)” 公眾號(hào) 10-12
9月25日，北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)投運(yùn)儀式隆重舉行。中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平出席儀式，宣布：“北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)正式投運(yùn)！”
作為目前國(guó)內(nèi)最新的機(jī)場(chǎng)，大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)包攬了多項(xiàng)世界之最——世界規(guī)模最大單體航站樓、世界施工難度最高航站樓、世界最大隔震支座航站樓、世界最大無(wú)結(jié)構(gòu)縫一體化航站樓。
鳳凰展翅，逐夢(mèng)藍(lán)天。成功通航的背后，有我國(guó)許多高校的科技支撐和智力支持，其中不乏清華人的身影。
打造節(jié)能節(jié)水節(jié)材的綠色機(jī)場(chǎng)
早在2000年的時(shí)候，建筑學(xué)院前院長(zhǎng)秦佑國(guó)教授就開(kāi)始研究北京第二機(jī)場(chǎng)的可行性，并提出了兩個(gè)選址方案，其中之一就是目前的大興機(jī)場(chǎng)選址方案，那時(shí)就提出要把它打造成為綠色機(jī)場(chǎng)。但綠色機(jī)場(chǎng)是什么樣子？需要什么要素？在當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)根本不存在這樣的概念。
為了搞清楚這一問(wèn)題，綠色航站樓關(guān)鍵技術(shù)研究與示范課題負(fù)責(zé)人、建筑學(xué)院教授朱穎心與同事林波榮教授、魏慶芃副教授組織團(tuán)隊(duì)赴全國(guó)不同氣候、不同規(guī)模的機(jī)場(chǎng)，開(kāi)展了大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與調(diào)研，而這正是研究中最困難的一步。
朱穎心
“國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中關(guān)于機(jī)場(chǎng)能源環(huán)境的基本數(shù)據(jù)非常少，而機(jī)場(chǎng)作為敏感區(qū)域，實(shí)地調(diào)研中很多地方都不能去，不能碰，也不能帶太多儀器儀表進(jìn)去。”朱穎心說(shuō)道，“調(diào)研與測(cè)試不能影響機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行。所以我們必須考慮到乘客的感受，避免引起乘客反感甚至恐慌，因此機(jī)場(chǎng)的工作人員要陪同并對(duì)乘客解釋。另一方面，室內(nèi)環(huán)境參數(shù)檢測(cè)是需要一段時(shí)間的，我們放在椅子下面或者掛在墻上等地方的一些測(cè)量?jī)x器儀表，過(guò)一段時(shí)間再去取，發(fā)現(xiàn)有不少被損壞或者遺失了。”
數(shù)不清已經(jīng)跑了多少個(gè)、多少次機(jī)場(chǎng)，但朱穎心覺(jué)得這些都非常值得。他們對(duì)大量不同氣候區(qū)和規(guī)模的機(jī)場(chǎng)能耗情況、室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和乘客、工作人員真實(shí)感受的調(diào)研，可以說(shuō)是國(guó)際首例，“到現(xiàn)在為止還沒(méi)有看到哪個(gè)國(guó)家擁有這么大量的關(guān)于機(jī)場(chǎng)能耗與環(huán)境質(zhì)量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”。這些數(shù)據(jù)為大興“綠色機(jī)場(chǎng)”關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)支撐。
學(xué)生正在測(cè)試
空調(diào)照明這些系統(tǒng)合理的能耗應(yīng)該是多少？建筑的高度應(yīng)該多少合適？遮陽(yáng)應(yīng)該怎么遮效果才好？玻璃的透光率應(yīng)該是多少？圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫應(yīng)該做到什么程度……這些理念和提出的新材料、新工法最終都被應(yīng)用到了大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)的建設(shè)中。
新機(jī)場(chǎng)的航站樓榮獲綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)三星級(jí)和節(jié)能建筑3A級(jí)的雙認(rèn)證，園區(qū)也獲得了北京市綠色生態(tài)示范區(qū)的稱(chēng)號(hào)。團(tuán)隊(duì)制定出的《綠色航站樓標(biāo)準(zhǔn)》、《綠色機(jī)場(chǎng)規(guī)劃導(dǎo)則》和《民用機(jī)場(chǎng)航站樓能效評(píng)價(jià)指南》，均已由民航局發(fā)布。此外團(tuán)隊(duì)還編寫(xiě)了《航站樓高大空間節(jié)能新技術(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行應(yīng)用指南》，即將出版。
4年種種，如今碩果累累。對(duì)朱穎心而言，這份工作更多意味著責(zé)任。“重視我們所做的工作對(duì)國(guó)家發(fā)展和建設(shè)起到的作用，這也是清華給予我的家國(guó)情懷方面的影響。”
指南封面
談及此，朱穎心對(duì)一場(chǎng)關(guān)于新機(jī)場(chǎng)能源系統(tǒng)使用的論證會(huì)記憶猶新。在那次論證會(huì)上，朱穎心和秦佑國(guó)“舌戰(zhàn)群儒”。“我們堅(jiān)決反對(duì)在航站樓采用大規(guī)模的燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)。因?yàn)閷?shí)踐證明，對(duì)于航站樓而言，它是一個(gè)不節(jié)能的方式。”朱穎心回憶道。為了把事情論證清楚，會(huì)議持續(xù)了整整兩天。第二天晚上11點(diǎn)多，70多歲的秦佑國(guó)教授盡管已經(jīng)非常疲憊，卻仍然堅(jiān)持在現(xiàn)場(chǎng)等著，直到看見(jiàn)反映他們真實(shí)意見(jiàn)的評(píng)審結(jié)論落于紙面，才放下心和朱穎心一起離開(kāi)。
朱穎心說(shuō)：“參加評(píng)審會(huì)，不應(yīng)該是你好我好大家好，一團(tuán)和氣、舉舉手通過(guò)就拉倒的，擔(dān)任評(píng)審專(zhuān)家就應(yīng)該對(duì)這些國(guó)家重大工程負(fù)責(zé)。這些爭(zhēng)論的意見(jiàn)實(shí)際上是認(rèn)識(shí)上的不同。有的專(zhuān)家對(duì)這些方面的問(wèn)題沒(méi)有想清楚，但我們清華團(tuán)隊(duì)卻是想過(guò)很久，研究了很久的。所以我們一定要在這種場(chǎng)合說(shuō)清楚，論證清楚，避免國(guó)家投資和運(yùn)行后能源的損失。這就是我們作為清華人的責(zé)任。”
大興機(jī)場(chǎng)
在大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)開(kāi)始建設(shè)之前，作為綠色航站樓課題的負(fù)責(zé)人，朱穎心和她的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)提前進(jìn)入，完成了從課題的立項(xiàng)到結(jié)題的過(guò)程?？吹阶约汉蛨F(tuán)隊(duì)提出的設(shè)計(jì)方法和一些關(guān)鍵技術(shù)方案已被新機(jī)場(chǎng)采納，成為整個(gè)示范工程的一部分，朱穎心感到由衷的高興。但這并不意味著結(jié)束。“我們希望在未來(lái)繼續(xù)跟蹤它的實(shí)際運(yùn)行效果。如果出現(xiàn)什么問(wèn)題，我們也會(huì)負(fù)責(zé)到底，調(diào)整到最好。”
“行勝于言”從來(lái)都不是一句空話(huà)。除了綠色機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)，還有更多的“朱穎心”們?cè)诖笈d國(guó)際機(jī)場(chǎng)的設(shè)計(jì)建造中默默貢獻(xiàn)著自己的力量。
新機(jī)場(chǎng)，新力量，我們都在
清華大學(xué)土木系教師劉宇飛
2016年-2019年期間，劉宇飛參與了由北京城建集團(tuán)主導(dǎo)的北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓核心區(qū)施工設(shè)計(jì)與施工控制科研工作，他所在團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了考慮日照輻射作用的鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)非均勻溫度場(chǎng)分析平臺(tái)，精細(xì)模擬了日照輻射與環(huán)境溫度等作用下鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程復(fù)雜溫度場(chǎng)。平臺(tái)嵌入地理氣象模型，可高效計(jì)算上萬(wàn)根桿件在日照輻射下的互相遮擋，并深度結(jié)合施工步驟生成時(shí)變溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，實(shí)現(xiàn)鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)施工過(guò)程溫度效應(yīng)分析，為北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓核心區(qū)屋蓋施工提供重要依據(jù)。
清華大學(xué)建筑系校友，北京新機(jī)場(chǎng)航站區(qū)工程設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院副總建筑師王曉群
能容納大量設(shè)施的多樓層立體布局方式、縮短乘客登機(jī)距離的五條候機(jī)指廊、多種交通方式、從屋頂?shù)绞覂?nèi)的C型柱支撐、室內(nèi)空間大量的三維曲面造型……王曉群和團(tuán)隊(duì)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方式，從工程設(shè)計(jì)上打造了一個(gè)更人性化、更節(jié)能綠色環(huán)保、更智能和信息化的新機(jī)場(chǎng)。
清華大學(xué)建管系校友，北京新機(jī)場(chǎng)航站區(qū)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院副總工程師孫宏偉
航站樓能夠巍然屹立，離不開(kāi)深埋在地下的近1萬(wàn)棵基樁的支撐。新機(jī)場(chǎng)所處的位置是永定河下游泛濫沉積的沖積平原，反復(fù)切割沉積的地層非常軟弱。結(jié)構(gòu)荷載集度差異顯著，沉降變形控制要求嚴(yán)格，他們精心設(shè)計(jì)、刻苦鉆研，經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和分析，最終完成了安全可靠的基樁設(shè)計(jì)方案，既保證了質(zhì)量，又保證了成本和工期進(jìn)度的要求，將不可能變成了可能。
清華大學(xué)土木系校友，北京新機(jī)場(chǎng)航站區(qū)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院高級(jí)工程師王哲
漂亮的C型柱是開(kāi)口型截面，在受力時(shí)會(huì)有張開(kāi)的趨勢(shì)，并不是穩(wěn)定不變的形態(tài)。如何讓C型柱更加可靠，承載力更強(qiáng)，同時(shí)保證在空間上多層次的變化，這是王哲和他所在的團(tuán)隊(duì)必須要解決的難題。從開(kāi)始設(shè)計(jì)到最終完成，王哲他們用一年多的時(shí)間，做了上百個(gè)版本的結(jié)構(gòu)模型，調(diào)整了無(wú)數(shù)次，最終交上了一份滿(mǎn)意的答卷。
清華大學(xué)土木系校友，北京城建集團(tuán)新機(jī)場(chǎng)建設(shè)副總指揮，北京城建集團(tuán)副總經(jīng)理張晉勛
大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓的核心區(qū)，基本上是一個(gè)直徑500米的圓形。如何在如此超大平面的建筑中進(jìn)行工程建設(shè)的規(guī)劃，在我們的建筑史上都是很少見(jiàn)的。張晉勛和他的團(tuán)隊(duì)在航站樓下面建了一個(gè)大的軌道層，還實(shí)現(xiàn)了在165天內(nèi)挖好20米的深基坑，同時(shí)在坑里把近1萬(wàn)棵基樁施工完成，并且保證每一棵基樁都不能出現(xiàn)問(wèn)題，開(kāi)發(fā)實(shí)施了超大平面建筑施工技術(shù)，優(yōu)質(zhì)高效地完成了國(guó)家交給他們的任務(wù)。
文字 | 張靜
視頻 | 清華電視臺(tái)
圖片 | 視頻截圖、“北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)”微信公眾號(hào)、
部分圖片由受訪(fǎng)者提供
排版 | 張佳偉
編輯：李華山
審核：周襄楠
